大縱坡空間曲線鋼槽梁施工工藝研究

【摘要】：鋼槽梁結構體型大，單位面積有量小，導致整體的受力輕度比較低。本文主要以具體工程為例，針對施工條件和結構方形特點，研究大縱破空間曲線鋼槽梁施工工藝，采用更加安全快捷的工藝施工，希望本文能相關人員帶來一些幫助。

【關鍵詞】：大縱坡；鋼槽梁；空間曲線；施工工藝

本文采用具體工程研究大縱坡空間曲線鋼槽梁施工工藝，工程引橋跨度布置為90+5×85+60m，河的另一岸引橋橋跨布置45+3×77+45m，在施工中上部結構全部采用更高度鋼-混凝土結合連續(xù)箱梁，結構比較復雜，呈現(xiàn)空間去西安，在岸上的引橋縱坡甚至達到了3.8%。河東水中引橋（PM22～PM29）平曲線R=2809.29m，豎曲線R=110000m，還有一個0.3%的縱坡，河東岸上引橋（PM29～PM34），平曲線R=2809.29m，豎曲線R=2000m和3.8%縱坡。

1.施工方案的制定

本文所選工程鋼槽梁主要由底板、頂板、挑臂以及底板加勁肋組成，其中槽形鋼梁頂面寬設計要求為14.2m，地板寬度設計要求為11.06m，箱內(nèi)外都設置了兩道圓管形斜撐，為提高結構的抗扭性能和穩(wěn)定性在挑臂橫梁間設置了小縱梁，鋼槽梁整體總重9450t。依照現(xiàn)有的施工方案來說，這種類型的鋼槽梁通常采取大節(jié)段吊裝法或者支架法，但是從此工程的要求來看，橋位處覆蓋層較淺并不適用于支架法，主要是穩(wěn)定性難以保證，另外此河年內(nèi)水位落差達14 m，在枯水期難以進入橋位，其次該工程施工場地比較小并不適合于大型吊車的操作，因此該工程需要采取頂推施工法進行施工，也就是說通過搭設拼裝頂推平臺將鋼槽梁推出平臺，此工藝方法的優(yōu)點在于對水位以及場地的要求比較低，無需此阿勇大型設備，盡最大程度減少了臨時墩的設立，節(jié)省開支，同時還具有比較高的質量。

目前國內(nèi)頂推施工法多是采用斜拉橋、自錨式懸索橋以及梁橋，采用預應力混凝土箱梁和鋼箱梁來作為主梁，比如佛山平勝大橋以及長沙三漢磯大橋等就是采取這種方法，拖拉法在施工中需要在支撐墩頂部的滑道上先通過千斤頂牽引鋼絞線來牽動梁體滑移和安裝，拖拉法這種工藝使用比較頻繁，但那時自動化程度比較低，在進行墩頂需要使用加大的水平力導致橋梁局部受力非常大，很容易發(fā)生“蛙跳”現(xiàn)象，影響施工工藝的控制，尤其是在曲線頂推的施工中，由于鋼槽梁本身結構體型大單位面積的含鋼量就比較小，不滿足這種工藝的采用條件。目前國外針對這種鋼槽梁的施工通常采取楔進式頂推裝置法來進行施工，此方法在國外使用比較成熟，但那時此設備在頂推施工中由于本身并不包含橫向調整裝置，因此難以糾正偏差，本文采取步履式平移頂推設備進行施工，如圖1所示，這種施工方法能夠實現(xiàn)支撐鋼槽梁的目的，實現(xiàn)空間三維角度的調整，滿足不同現(xiàn)象和坡度的施工需要，本身也具有比較高的調整精度，控制策略采取位移同步，載荷跟蹤的方法，實現(xiàn)了多點推移的同步性和協(xié)調性。

2.關鍵技術的施工

在大縱破空間曲線鋼槽梁的施工中，關鍵的施工技術主要包括鋼槽梁的拼接、曲線頂推的適應性、大縱坡頂推的安全施工保證以及空間變曲率線形鋼槽梁施工措施等，下面具體講述這集中關鍵技術的施工控制。

在鋼槽梁的拼接中，一定壓迫依照施工原則將河東水轉移到引橋鋼槽梁，為方便階段間拼接，還需要將其沿縱向劃分為52個節(jié)段，單節(jié)長5.35～12.75m，重約100t，鋼槽梁的制造有專業(yè)鋼結構加工廠完成，在現(xiàn)場拼接完成，然后在使用線管設備進行提升。拼裝頂推平臺有橫梁、平聯(lián)、鋼立柱以及縱梁構成，鉆至中風化巖面的鉆孔灌注樁的基礎為立柱基礎，在此設計中一定要保證平臺設置在橋位為PM28～PM31，拼接區(qū)域在PM29～PM30范圍內(nèi)，在把鋼槽梁吊上平臺后就需要使用臺車來牽引槽梁移動。在選用槽梁提升設備時，由于現(xiàn)場施工場地僅僅有55m長，在橋梁上還需要安裝頂推平臺，因此槽梁節(jié)段的移動智能從側面進行，平常的龍門吊提梁設備規(guī)模比較大，安裝十分困難，因此需要采取適合工程使用的固定式提梁桁吊，如下圖2所示，此設計的固定式提梁桁吊橫梁采用雙鉤聯(lián)動，加強鋼槽梁來作為主承重梁，通過軌道進行移動，把鉆孔灌注樁來作為柱下基礎。

由于空間曲線鋼槽梁線形復雜，還需要控制拼接線形，使無應力線性得到精確地確定，保證拼裝平臺在使用中基本處在無應力狀態(tài)下，這個是保證成橋線形最為關鍵的因素，因此在施工之前需要先采取有限元模型的全過程仿真，找到最佳的預拱度值，根據(jù)這個最佳的預拱度值計算無應力夾角，在平臺上進行拼裝時，利用計算的無應力夾角來確定角度滿足要求。在對鋼槽梁的拼接中需要注意一定要及時的采集槽梁線形實測數(shù)據(jù)，對比分析前批次梁段的理論值與現(xiàn)象擬合的實際值，得到橋段末端的偏差量，方便后期對偏差進行校正。

在施工的過程中為了保證鋼槽梁按平曲線進行頂推，頂推設備在布置時一定沿曲線進行布設，保證任何一個橋墩的兩套設備都完全在一條半徑上，在實際的施工過程中槽梁內(nèi)外側所對應的曲線所對應的半徑很多情況下并不是一致的，因此在具體的頂推施工過程中必然會向一側移動，因此在施工中一定要做好實施的記錄，一旦發(fā)生橋軸線和頂推軸線偏差過大，就需要及時的調整橫向調整油缸，避免出現(xiàn)大的偏差。

【結束語】：

綜上所述，本文主要以具體工程為例結合結構橋梁以及整體受理的經(jīng)濟性，充分發(fā)揮材料的合理性以及便于施工的有點，設計更加方便施工和維修的方法，通過方案的研究發(fā)現(xiàn)，在施工現(xiàn)場受到限制時，可以通過優(yōu)化施工技術來進行實施大縱坡空間去西安鋼槽梁施工，隨著科技的不斷進步，今后的施工還會有其他的一些方法進行優(yōu)化，這些還需要更多的人去努力。

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